DE3200428A1 - Polyamidformmassen - Google Patents

Description

• Polyamidformmasson
• Die vorliegende Erfindung betrifft verstärkte und/oder gefüllte thermoplastische Formmassen auf der Basis teilkristalliner Polyamide, die 3-20 Gew.-8 eines amorphen Polyamids enthalten. Diese Formmassen zeichnen sich durch leichte Verarbeitbarkeit und hervorragende Oberflächengüte aus.
• Es ist bekannt, teilkristalline Polyamide mit Verstärkungs- oder Füllmaterialien, wie Glasfasern, Wollastonitfasern, Glaskugeln, Talkum oder Kaolin, auszurüsten, um die Steifigkeit und Wärmeformbeständigkeit zu erhöhen.
• Solche Verstärkungsmaterialien, einzeln oder auch als Mischung, z.B. Glasfasern, zusammen mit Glaskugeln in teilkristalline Polyamide eingearbeitet, ergaben eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten.
• Während die teilkristallinen unverstärkten Polyamide ohne Schwierigkeiten zu Spritzgußteilen mit fehlerfreien, glänzender Oberfläche verarbeitet werden können, sind bei verstärkten teilkristallinen Polyamiden häufig Oberflächenstörungen an den Spritzgußteilen zu beobachten.
• Es können matte, weißliche Flecken oder helle strahlenförmige Kränze um den Angußpunkt auftreten.
• Vergleichsweise stark treten diese Störungen bei dem besonders rasch kristallisierenden verstärkten Polyamid-6.6 auf.
• Da die Oberflächenqualität eines Polyamidformteils von der Geometrie des Spritzteils und von den Spritzbedingungen, wie Formtemperatur, Spritzdruck und Massentemperatur beeinflußt wird, kann ein rasches Einspritzen bei hoher Schmelztemperatur der Ausbildung von Oberflächenstörungen entgegenwirken. Doch führt diese Verfahrensweise häufig zu einer thermischen Schädigung des Polymers und gegebenenfalls auch zu Verfärbungen temperaturempfindlicher Pigmente oder Additive.
• Nach der Lehre der DE-OS 29 44 611 kann die Oberfläche von mineralgefüllten Polyamid-6.6-Spritzgußteilen u.a.
• dadurch verbessert werden, daß PA-6.6 mit 5 bis 50 % eines Copolyamids aus Caprolactam und Hexamethylenadipinat vermischt wird.
• Nach der Lehre der DE-OS 23 49 835 läßt sich die Oberfläche von mineralgefüllten Polyamid-6.6-Spritzgußteilen durch die Einarbeitung von 0,5 bis 4,0 % Caprolactam verbessern.
• Die beschriebenen Maßnahmen führen nicht immer zu den gewünschten Verbesserungen der Oberfläche.
• Gegenstand der Erfindung sind verstärkte und/oder gefüllte, thermoplastische Formmassen, auf Basis teilkristalliner Polyamide, die 3-20 Gew.-%, vorzugsweise 5-10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtformmasse, eines amorphen Polyamides enthalten.
• Derart modifizierte Produkte zeigen eine fehlerfreie Oberfläche, ohne daß die guten mechanischen Eigenschaften der unmodifizierten Formmasse beeinträchtigt werden.
• Teilkristalline Polyamide im Sinne dieser Erfindung sind vorzugsweise aliphatische Polyamide, besonders bevorzugt Polyamid-6.6 und Polyamid-6 mit einer relativen Viskosität 4 real 2,0-6,0, vorzugsweise 2,5-3,5.
• Die erfindungsgemäßen Formmassen enthalten 10 bis 60 % Verstärkungs- und/oder Füllmaterialien, vorzugsweise Glasfasern mit einem Durchmesser zwischen 8 und 15 ßm, oder feinteilige Minerale, wie Silikate des Magnesiums, Calziums, Aluminiums oder Zirkons. Besonders hervorzuheben sind calziniertes Kaolin und Talkum. Der Durchmesser der mineralischen Partikel sollte unter 20 Am vorzugsweise zwischen 0,1 und 3 ijm betragen. Zur Verbesserung der Haftung zwischen Polyamid und Verstärkungsmaterial ist es üblich, letztere mit Amino-oder Epoxidgruppentragenen Alkoxisilanen in üblichen Mengen auszurüsten.
• Amorphe Polyamide im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise transparente Polykondensate, z.B. von isomeren Phthalsäuren, vorzugsweise Terephthalsäure und geeigneten Diaminen wie 2,2,4 und/oder 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, deren Herstellung in der US-Patentschrift 3 150 117 beschrieben ist, oder Isophthalsäure.und Hexamethylendiamin hergestellt gemäß DE-OS 27 43 515, wobei ein Teil des Diamins durch Isophorondiamin, ersetzt werden kann.
• Weiterhin können als amorphe Polyamide transparenten Polykondensate aus Laurinlactum und Bis-(4-Amion-3-methylcyclohexyl)-methan und Isophthalsäure, wie sie z.B. in der DE-OS 26 42 244 beschrieben sind, eingesetzt werden.
• Die erfindungsgemäßen Polyamidformmassen können noch die üblichen Additive, z.B. Hitze-, Licht- oder Hydrolysestabilisatoren, enthalten, wie die bekannten Salze des Kupfers oder Mangans sowie Phenole, aromatische Amine und Phosphorverbindungen; des weiteren können Entformungshilfsmittel, Keimbildner, Farbstoffe und Farbpigmente, eingearbeitet werden. Auch kann die Rerbschlagzähigkeit der erfindungsgemäßen Polyamidformmassen in bekannter Weise dadurch verbessert werden, daß geeignete Kautschukpartikel als zweite weiche Phase in Polyamid dispergiert werden.
• Die Herstellung der erfindungsgemäßen Polyamidformmassen erfolgt auf üblichen Compoundier-Maschinen, wie ein-und zweiwelligen Extrudern oder Schneckenknetern. In der Regel wird zuerst der polymere Anteil aufgeschmolzen und das Verstärkungsmaterial in die Schmelze eingetragen. Die Compoundierung erfolgt bei Temperaturen zwischen 260 und 3100C.
• Die Polyamidformasse wird zu Strängen extrudiert, im Wasserbad abgekühlt und granuliert. Das Granulat wird im Vakuum getrocknet, so daß der Feuchtegehalt 0,10 Gew.-% beträgt.
• Eine weitere Möglichkeit der Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen ist das Mischen von Granulaten aus verstärktem, teilkristallinen Polyamid und amorphem Polyamid. Die Homogenisierung erfolgt dabei erst in der Verarbeitungsmaschine, z.B. einer Schneckenspritzgußmaschine. Die Prozentangaben in den Beispielen beziehen sich auf Gewichtsteile.
• Beispiel 1-40 In einem Zweischnecken-Extruder der Firma Werner & Pfleiderer, Typ ZSK 83, wurden die in der Tabelle 1 angegebene Polyamide, Farbkonzentrate und das Entformungshilfsmittel bei Temperaturen zwischen 260 und 300°C ausgeschmolzen und gemischt. Durch einen zweiten Trichter wurden die Verstärkungsstoffe zudosiert und eingeknetet.
• Die Mischung wurde zu Strängen extrudiert, im Wasserbad abgekühlt, granuliert und getrocknet.
• Aus den Granulaten wurden auf einer Schneckenspritzgußmaschine vom Typ Arburg 270 E bei Zylindertemperaturen von 260 bis 2800C und einer Formtemperatur von 1000C Rundplatten gespritzt.
• Durchmesser der Platten betrug 12 cm, die Dicke 0,4 cm.
• Die Form hatte einen zentralen Stangenanguß.
• Die Oberfläche der gespritzten Platten wurde visuell wie folgt klassifiziert: ++ völlig ungestärt + weitgehend ungestört 0 Apfelsinenhautstruktur am Rand - gestört -- stark gestört und in der Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1

  N Ln ° t « K- - X

  o o L,

  0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

  PA6.6 <rei =30) j 48 53 Ò 63 65 68 48 53 58 63 , 48 53 58 63 68

  PA 6 O rel = s j s 49,65 54,65 59,65 64,65

  .1 20 15 10 5 0

  Copolyamd

  \0 I

  1. amorphes PA 0H 20 15 10 5 3 ~ 15 10 5 ~

  2. amorphes PA 20 15 10 5 0

  C:Sf

  -- ---- c0 O ~ F 30 q ~

  mm o O m

  Ethylenbisstearyl-

  arnid 0,3 > I ~~ ~ +

  I Rußkonzen-

  trat in PE 1,6 0,35 1,65

  OQ) grünes St

  a n ~ Tn in PA 6 + +

  aLnC

  L) V

  -- 0 0 ao ++ ~ 7;\ -P-r -- I

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  ~ & E ffi Ch b Q oa N U

  t0 ~ < 9 ' O p a O a 0O a :e

  < Se Q as 4 .m t.S o W o M

  Tabelle 1 (Fortsetzung)

  22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

  o\ m

  PA 6 48 53 58 63 68

  1. amorphes PA 15 10 5 ~ 20 15 10 5 0 20 15 10 5 0

  N O O n N 9|

  \oN Kaolin 40

  Mm 0,3 0,3 0,35 0,30

  co Rußkonzentr. 15'5

  in PE O 1,50 (V

  In rotes o

  in PA 6 ~z tN 5

  m cu O

  O 0sX ~ O tt . ~ ~ ~

  0 30

  coo; o + O - ++ ++ ++ + -- ~ ~ ~ +

  F t U) +

  N a N O Ò +

  un ut o

  N o U7 +

  N sr H +

  D H O s a h 9

  < s X s X 4 sC

  o X 4 U} a R õ o

  P h ul Lq A z

  to 2 W o W b E E

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  < < ~l tq W X a o a g e

  Tabelle 1 (Fortsetzung) 1 Copolyamid aus 85 Gew.-% Caprolactam und 15 Gew.-% Hexamethylenadipinat 2 Polykondensat aus Isophthalsäure und Hexamethylendiamin 3 Polykondensat aus Terephthalsäure und 2,44/2,24 Trimethylhexamethylendiamin 4 Polykondensat aus 2 Teilen Laurinlactam und 1 Teil eines Salzes aus Bis-(4-Amino-3-methylcyclohexyl)-methan und Iso-/Terephthalsäure

Claims (1)

1. Patentanspruch Verstärkte und/oder gefüllte thermoplastische Formmassen auf Basis teilkristalliner Polyamide, die 3-20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtformmasse, wenigstens eines amorphen Polyamids enthalten.